氨氣在管道中輸送,管道加熱到600度會爆炸嗎?


首先你先了解一下什麼是爆炸。(請百度)看過之後,你可能想明白了,氨氣自身發生爆炸不大可能,要有反應的發生,並且瞬間釋放大量的能量。至於「熱脹冷縮」讓管子炸了,不可能,而且也不叫「爆炸」,完全是你管子太差。

那好,既然是化學爆炸,我先問問你那管子是什麼材料的?容易氧化嗎?

假設你的管子是一種高科技材料,而且化學惰性,不會與氨氣反應,不會被氧化,剛性材料無形變。可將管子內視為一個封閉體系,並且只能傳播熱能,內部充滿氨氣,加熱到600℃,無催化劑的情況下,不可能。有催化下還要800-825攝氏度左右,可見這個反應的活化能有多高。
氨,加熱至高溫,就會分解成大量的氮氫,它是一種氧化劑,在未接觸還原劑時,將不會造成巨大危險。___不過你為什麼要把它加熱至600攝氏度???


是什麼讓你覺得它會爆炸的呢?以及是什麼讓你覺得它會被加熱到600度?

謝邀。

關於這個問題,我們需要先明確爆炸是個怎麼樣的過程。

爆炸是一種極為迅速的物理或化學的能量釋放過程,是在較短時間和較小空間內,能量從一種形式向另一種或幾種形式轉化並伴有強烈機械效應的過程。我們如果簡單的對其下一個狹義的定義,也就是在一個有界容器中的某處的壓強在短時間內極大變化導致容器損壞的情況(可能不太確切,但是可能是題主所指的意義)。

因此,在題主所提的問題中,我們可以以此分析一下:

  1. 假設氨氣作為一種惰性氣體,不與管壁之類的發生反應。那麼在你開始加熱之前,不論通入的壓強如何,只要管壁可以承受該壓強便不會發生破裂,若不行則不需要加熱就發生損壞了。當你緩慢加熱到600攝氏度的時候(因為加熱管道是一個緩慢的過程)氣體是緩慢均勻的膨脹,只要對管壁的壓力在其允許的工作壓強之內,發生破裂的可能性就比較低,因此我們可以得出第一個結論:爆炸(狹義)與否取決於管體的結構強度。
  2. 沿用上一個假設,如果在上述高溫的氣體管道中某處發生了堵塞,此處壓強變大(假定之前壓強已經很高),有可能導致此處發生爆裂,因此我們也可以得出了第二個結論:爆炸(狹義)與否,與壓強是否緩慢均勻變化有關。

我們再來討論如果氨氣發生了化學反應

  1. 如果氨氣不純,混入了氧氣等,會發生氨氣的氧化過程,此過程放熱,但僅加熱反應速率很慢,對於氣體壓強增大並沒有太大的影響。如果我們假設使用的是非惰性管壁(如Pt),會加快反應的速率,但是此反應放熱,加熱會使平衡逆移,因此對於體系起到阻礙氣壓增大的效果,我們可以得到第三個結論:通入的氨氣如果混入了空氣(存在雜質)時,對於管道是否爆炸影響並不是很大【但是如果是氟另當別論】
  2. 如果是合成氨逆反應的移動,這裡是一個加壓的過程,根據勒夏特列原理,平衡將向阻礙變化的一方移動,但由於反應速率並不是很快,需要有催化劑的幫助,也即是氨氣的分解情況可以參見物理分析部分,我們可以得出第四個結論:氨的分解平衡對於管道發生爆炸(狹義)也沒有太大的影響(影響同物理)

綜上所述,氨氣的輸送管道要發生狹義的爆炸,應該滿足在小範圍內發生壓強的快速大幅變動以及管體強度較低,對於題主所問的這樣一個問題,我只能說:在不知道管體強度以及加熱方式(壓強變化方式) 的情況下是無法通過分析得到結論的,只能請題主去親自試一試

如果哪裡有回答不準確或錯誤的地方,還是懇請指出


第一次補充:我前面的假設都是建立在氨氣是乾燥的情況下的,倘若在氨氣中混有了水蒸氣和其他雜質氣體(比如空氣),那麼就是比較危險的情況了,當黃銅及銅合金受到氨腐蝕時,會出現深藍色的四氨合銅錯合物,後續會產生材料的龜裂,這種腐蝕過程會降低銅管的結構強度,有可能發生破裂甚至導致爆炸

硫酸四氨合銅_百度百科


有一種特殊的情況要注意。就是:

在加熱的情況下,金屬銅可以與氨氣直接反應。方程式為6Cu+2NH3=2Cu3N+3H2。

如果管道是銅質的,且管道中氨氣的壓強還較高,那就要注意了。


你先告訴我你想幹什麼……


首先要知道氣體膨脹是很厲害的,而且氨氣可能會分解。不過,你是在管道里運輸,如果發生上述情況,那麼管內氣壓便會急劇增加,有關安全設備會提醒你。而且你也送不進氣體嘛。
謝邀,對於化學並不怎麼瞭解,臨時抱佛腳一下。氮氣本身是不支持燃燒的,自然也就不太可能會出現爆炸的可能性。600度高溫,管道出現燃燒和爆炸危險的可能性比較大。儲存氮氣的容器破損,導致人體短時間內吸入的氣體濃度過高的話,會引起呼吸困難心跳過速,甚至會出現休克現象。
為啥要熱到六百度
氨氣的熱穩定性應該是不錯的,很多文獻裏做N摻雜時都用NH3做N源,一直通著加熱到800度也沒什麼問題。
不能,沒氧化劑;物理爆炸不太可能
謝邀不一定氨氣在加熱狀態下可能會分解為氫氣和氮氣,體積會增大,那這時就要看管子的耐壓程度了,管子結實就不爆,不結實就爆了
啊。。。誰邀請我一個高一學生回答這個問題。。

哈伯制氨法的溫度是攝氏400度,所以如果是純的氨氣,採用不予氨氣反應的管道,理論上應該是安全的。。。

不過需要找文獻看看氨的熱分解溫度,這樣比較保險。


推薦閱讀:
相關文章